体外预应力箱梁桥转向块配筋设计分析

文章以西河大桥加固工程为背景,探讨了体外预应力箱梁桥转向块的设计工作,通过对西河大桥的参数分析,获悉主应力对应的矢量图等信息,从而完成转向块B、D区设计,综合弹性应力法等知识确定了D区块对应的拉压杆模型,并基于平衡条件进一步得出具体的拉杆与压杆内力,在完成配筋设计后随即对压杆展开承载力测验,最后简要提出了相关设计建议,值得相关工作者参考。     

体外预应力T梁转向块合理构造形式与配筋

利用ANSYS对醴潭(醴陵-湘潭)高速公路白马垄桥体外预应力T梁现有转向块进行了空间弹性应力分析,继而进行拓扑优化,得出转向块合理的构造形式,并结合主应力迹线和拓扑优化结构图对转向块进行了拉压杆模型法配筋设计.     

体外预应力桥梁锚固块构造分析及拉压杆模型法配筋研究

采用3种有限元分析模型进行体外预应力桥梁锚固块的应力分析,分别考虑角钢、钢垫板、体外预应力钢管,钢筋网和分布钢筋对锚固块的影响,并对3种有限元模型计算结果进行分析对比。另外,对单孔锚固的T梁锚固块直接利用美国ACI-318-05混凝土结构规范中的拉压杆模型进行配筋设计;对多孔锚固的箱梁锚固块,忽略横向应力和竖向应力的相互影响,利用弹性应力法建立箱梁锚固块的横向和竖向配筋的拉压杆模型进行配筋设计。研究结果表明,在体外预应力锚固块与主梁相接部位中设置角钢有效地降低了这一位置由于大吨位张拉力引起的应力集中;设置了钢垫板、角钢、体外预应力钢管以及锚固区钢筋网和分布钢筋后,锚固区是安全的。因此,运用拉压杆模型法对体外预应力锚固块的配筋设计是合理可行的。     

肋式转向结构参数分析及配筋计算简化方法

利用空间网格计算模型,对体外预应力混凝土桥梁中的肋式转向结构中受拉区域拉力进行了参数分析,分析了该部位受力性能在转向结构形状、箱梁截面形状及尺寸等参数影响下的变化规律.根据参数分析结论,提出了用于肋式转向结构受拉区配筋设计的平面框架计算模型,并和相关实桥的配筋情况进行了对比.     

某连续箱梁桥体外预应力门槛梁锚固块设计研究

为给体外预应力门槛梁锚固块设计提供参考,以某4×30m预应力连续箱梁桥加固项目为背景,对该类锚固块配筋以及锚后构造措施进行设计研究。考虑该桥构造特点及其它受限因素,设计高660mm、长2 500mm的门槛梁锚固块,结合美国ACI 318规范,运用摩擦抗剪理论及《公路桥梁加固设计规范》进行锚固块配筋;在配筋设计基础上对锚后增加矩形加强块,利用有限元法分析矩形加强块尺寸对锚后箱梁受力的影响,以优化矩形加强块的尺寸。研究结果表明:该锚固块配筋保证了锚固块受力满足要求,但体外预应力对锚后箱梁产生较大的拉应力;确定采用高150mm、长500mm的矩形加强块,可减小体外预应力产生的45.5%的拉应力。实践表明,桥梁体外预应力张拉后,锚固块与原箱梁并未发现裂缝,锚固块的配筋与锚后构造措施是合理的。     

拉压杆模型在预应力连续梁桥局部分析中的应用

在预应力深梁拉压杆模型的基础上,根据结构局部分析原理,研究提出了预应力连续梁局部等效转化成预应力深梁的局部拉压杆模型分析方法。利用此方法对某预应力连续梁桥局部梁段建立拉压杆模型,验算配筋和强度。结果表明:利用文中提出的方法建立拉压杆模型用于预应力连续梁桥局部分析是合理有效的。     

密集横隔板UHPC箱梁锚固区局部效应分析及配筋设计

为获得密集横隔板UHPC箱梁隔板连通式齿块(即齿块锚固在相邻隔板上)锚固区的应力分布特征及配筋设计方法,以某拟建UHPC连续箱梁桥为工程背景,应用ABAQUS对其锚固区进行了多种参数分析,并基于参数分析结果、力流特征及力流平衡关系对锚固区进行了配筋设计研究。结果表明:在预应力的作用下,隔板连通式齿块锚固区存在隔板弯曲效应在内的6种典型拉应力集中效应,其中隔板弯曲效应主要表现为横隔板内侧面与齿块交接区域的拉应力集中;齿块部位的压应力沿纵桥向先逐渐增大随后逐渐减小,核心受压区位于靠近锚固端部位;与独立三角齿块相比,隔板连通式齿块由于隔板的锚固作用使得其锚固区的拉应力集中效应大为减弱,其中对于径向力效应的减弱效果最为显著;增加隔板宽度及隔板间间距会有效降低锚固区的应力集中效应,但当隔板宽度超过6倍齿块宽度时或横隔板与横肋之间的间距超过2 m时,拉应力的下降趋势变得不明显;多齿块锚固在同一横隔板上对锚固区的不利影响较小,当齿块间距增大到6 m时,多齿块锚固效应转变为单齿块锚固效应;基于已有规范提出的拉压杆模型基本构形及配筋设计方法可用于指导密集横隔板UHPC箱梁锚固区的工程设计。     

基于拓扑优化建立拉压杆模型的索塔锚固区环向预应力配束研究

斜拉桥索塔锚固区是典型的应力扰动区(D区),常规设计方法主要适用于符合平截面假定的规则区域(B区)而不适用于D区。拉压杆模型是对D区进行设计的有效方法,但难以在大量可能平衡的拉压杆结构中找到正确的模型。为解决索塔D区预应力配束问题,文中采用拓扑优化方法,根据拓扑优化构型建立拉压杆模型,通过该模型指导索塔锚固区预应力配束设计,并采用Abaqus建立三维有限元模型对配束的合理性进行验证。结果表明,采用拓扑优化建立拉压杆模型指导索塔锚固区预应力配束的方法可行。     

波形钢腹板特大桥体外预应力设计及应用研究

为给特大跨波形钢腹板组合箱梁桥体外预应力设计提供参考,以港珠澳珠海连接线工程前山河特大桥为背景,介绍体外预应力体系的布设、转向与锚固装置的设计细节、体外束保护与减振装置的构造及减振机理。采用有限元软件,建立体外预应力钢束转向块、锚固端节段及运营阶段全桥有限元数值模型,分析转向块及锚固端的局部应力,研究施加体外预应力后运营阶段结构受力情况,比较不同体外预应力张拉工序对成桥状态结构挠度、应力、弯矩等力学性能的影响。结果表明:转向块及锚固端节段满足结构局部应力安全要求;运营阶段结构挠度、混凝土主梁及波形钢腹板应力均满足设计规范要求,结构安全可靠;"全桥合龙后先张拉中跨,后对称张拉边跨"的体外束张拉方案为最优方案。     

连续箱梁桥体外预应力转向块力学性能仿真分析

为探究横隔板式转向块在体内体外混合配束连续箱梁桥中的合理构造形式,以科特迪瓦阿比让Banco湾主桥为工程背景,通过ANSYS建立转向块模型,研究体外预应力作用下转向块的受力和变形特点.结果表明,横隔板式转向块与箱梁顶板、底板连接共同作用形成压力区,受力合理,传力明确;科特迪瓦阿比让Banco湾主桥中的上部50 cm、下...     

某特大桥加固大吨位端部锚固块有限元分析

以广州市东圃某特大桥的检测与加固设计为背景,通过对体外预应力加固中的大吨位端部锚固块进行有限元分析,给出了端部锚固块在新增混凝土前后的纵向应力、横向应力和竖向应力,并对这些应力计算结果进行分析,结果表明端部锚固块在新增混凝土后的加固效果非常明显,但仍存在一些不足之处,并就此提出一些局部加强建议。最后根据有限元分析结果,利用拉-压杆模型进行了锚固区的配筋计算。     

体外预应力T梁桥设计若干问题探讨

以株洲白马垄体外预应力连续T梁桥为工程背景,从T梁架设、锚固块和转向块配筋、体外预应力束穿索、体外索张拉、二次补张拉和换索等几个方面,对体外预应力T梁桥在设计中值得考虑的若干问题进行了探讨,可供类似桥梁设计参考.     

短悬臂盖梁柔性拉压杆模型分析研究

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362-2018）基于应力扰动区（D区）刚性拉压杆模型给出了短悬臂盖梁承载能力极限状态的计算方法,但对于正常使用极限状态抗裂验算未进行规定。如果按刚性拉压杆模型进行抗裂验算,则拉杆钢筋的应力往往偏大,配筋将过于保守。实际上拉杆和压杆刚度相差较大,按有限变位的柔性拉压杆模型推导了拉杆拉力的计算公式,并结合工程实例采取有限元实体模型进行验证,结果表明柔性拉压杆模型计算结果精度更高,与有限元分析结果更吻合,相关结论可供类似工程参考。     

预应力齿板锚固区拉压杆模型及配筋设计

首先通过分析齿板锚固区的应力分布规律,揭示了引起齿板锚固区拉应力集中的5种典型局部作用效应.根据主应力迹线指示的力流传递路径以及局部区域的力流平衡关系,提出了齿板锚固区拉压杆模型的基本构形,在此基础上,进一步研究了定量化几何构形的确定方法和依据.以所提出的拉压杆模型为基础,结合AASHTO规范,给出了预应力齿板锚固区的...     

索塔锚固区拓扑优化拉压杆模型及预应力构造分析

针对混凝土索塔锚固区承载力准确计算及预应力设计难题,提出拓扑优化拉压杆模型,以龙川枫树坝大桥为背景,采用变密度拓扑优化法构建索塔锚固区拉压杆模型,分析索塔锚固区压杆和节点的承载力、计算环向预应力需求数量,建立索塔锚固区节段有限元模型进行预应力构造优化分析,确定预应力沿高度方向布置方式、预应力盲区设计及预应力配置数量,并对优化后的模型进行应力验算。结果表明:分散布束较集中布束产生的锚固区主拉应力更小;在导管处预应力盲区增加短束可均匀提高塔侧壁的预压应力;受材料泊松效应影响,索塔锚固区预应力钢筋必须适量配置;按提出的拉压杆模型及构造优化方式布置预应力钢束可较好满足索塔锚固区受力要求。     

大跨度预应力混凝土连续箱梁0#块抗裂分析

大跨度预应力混凝土连续箱梁开裂恶化了箱梁的受力条件,还降低了桥梁混凝土的耐久性,导致箱梁结构安全度严重降低.因此有必要开展大跨度预应力混凝土连续箱梁混凝土抗裂计算分析.在介绍弹塑性有限元分析基础上,运用体杆耦合有限元模型模拟预应力钢筋,温度模式分别参照<公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范>(JTG D62-2004)和新西兰桥规,开展S249京杭运河特大桥主桥大跨度预应力混凝土连续箱梁0#块混凝土应力的精细化仿真分析,分析竖向预应力未损失和全部损失工况下的混凝土抗裂性能,发现在竖向预应力全部损失工况,箱梁0#块箱梁腹板顶部加腋处出现较大的主拉应力,导致该处混凝土开裂.因此,在施工中要确保竖向预应力的有效性.     

预应力钢束锚固区局部应力分析及拉压杆模型的应用

钢束锚固区作为预应力构件的关键受力节点,长期以来一直是预应力混凝土桥梁量化计算的盲区,缺少成熟的设计理论。为了探寻一种较为准确、通用的设计方法,首先,对多种锚固区的受力特点进行了分析,通过横向对比多篇相关文献的内容,整理了拉压杆理论的计算过程,总结了拉压杆模型的设计方法和设计要点。接着,对一些关键参数的取用作了探讨与修正。最终,形成一套切实可行的拉压杆设计思路,为后续D区混凝土设计工作提供依据。     

波形钢腹板箱梁体外预应力隔板式转向结构试验研究

为了解大跨波形钢腹板箱梁体外预应力横隔板式转向结构的受力性能,以港珠澳大桥连接线工程前山河特大桥主桥[(90+160+90)m波形钢腹板连续箱梁桥]为依托,采用现场试验与有限元分析相结合的方法,研究转向结构的受力特点、应力分布及易开裂区域,并提出设计构造建议。结果表明:横隔板式转向结构的竖向受力主要为转向器上部区域受压、下部区域受拉;横隔板式转向结构配筋受拉计算时应考虑1.25倍的体外预应力相互影响系数;转向装置对横隔板的局部影响集中在转向孔道直径的1倍范围内;混凝土抗拉面积应按1倍转向孔道尺寸计算,转向孔道水平间距应不小于2倍转向孔道直径;在孔道附近设置环向钢筋、增加横隔板与箱梁底板连接部位的宽度可降低局部拉应力。     

体外预应力混凝土桥梁弯曲性能非线性分析

本文建立了体外预应力混凝土桥梁非线形有限元分析模型。模型除了考虑了一般混凝土结构具有的材料非线性和几何非线性外,还考虑体外预应力混凝土结构特有的二次效应以及预应力筋在转向块处的滑移,并对体外预应力筋在多个转向块处发生滑移的情况给出了分析方法。根据此有限元分析模型,使用面向对象的方法编制了有限元分析程序EPA。最后使用此程序对体外预应力混凝土梁的弯曲性能进行了参数分析,所分析的参数包括体内体外混合配筋、二次效应、接缝和体外预应力筋在转向块处的滑移等。     

体外配筋桥梁的转向装置设计原理

针对体外配筋预应力混凝土桥梁的转向装置，根据国外的一些实验资料和已成桥经验，结合我国规范提出转向装置的设计原理，详细论述了各种转向装置的特点、受力机理、构造、配筋及计算原理。